CN108444456B - 一种生态水文监测装置 - Google Patents

Abstract

一种生态水文监测装置，包括圆板状的浮体，浮体外周固定套装环形滑轨，浮体上部设有第一横管，第一横管的两端下部均固定安装竖杆，竖杆的下端与环形滑轨之间均配合安装滑块，第一横管的两端内部对称固定设置动力电机，第一横管的两端面中间均开设第一通孔，动力电机的输出轴与对应的第一通孔轴承活动连接，两个滑块的外侧均设有小型的螺旋桨，螺旋桨的转轴端部与对应的滑块轴承活动连接，螺旋桨的转轴上均固定安装从动链轮，动力电机的输出轴外端均固定安装主动链轮。本发明通过巧妙的机械结构设计实现了电能的自给自足，并能保证位置不易偏离，保证对水文监测的精确性，本发明将自发电结构与自身稳定结构进行了巧妙的结合，本发明防水性好。

Description

一种生态水文监测装置

技术领域

本发明属于水文监测技术领域，具体地说是一种生态水文监测装置。

背景技术

生态监测是指利用物理、化学、生化、生态学等技术手段，对生态环境中的各个要素、生物与环境之间的相互关系、生态***结构和功能进行监控和测试。现有的生态水文监测装置在使用时不方便，而且浪费时间，工作效率低，操作复杂。目前也有可以自动监测的浮标***，不过这些装置多数没有自供电装置且自身固定多数仅仅通过锚系***进行简单的固定，风速较大时容易出现位置较大的偏移，影响对水文监测的精确性，有自供电装置的设备多数也没有将发电模块与自身稳定模块进行巧妙的结合。

发明内容

本发明提供一种生态水文监测装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种生态水文监测装置，包括圆板状的浮体，浮体外周固定套装环形滑轨，浮体上部设有第一横管，第一横管的两端下部均固定安装竖杆，竖杆的下端与环形滑轨之间均配合安装滑块，第一横管的两端内部对称固定设置动力电机，第一横管的两端面中间均开设第一通孔，动力电机的输出轴与对应的第一通孔轴承活动连接，两个滑块的外侧均设有小型的螺旋桨，螺旋桨的转轴端部与对应的滑块轴承活动连接，螺旋桨的转轴上均固定安装从动链轮，动力电机的输出轴外端均固定安装主动链轮，主动链轮与对应的从动链轮通过传动链连接，第一横管上部设有第二横管，第二横管与第一横管平行，第二横管下部中间与第一横管上部中间通过竖管固定连接，第二横管靠近左端处通过轴承套装套管，套管外周固定安装数组扇片，第一横管上部开设第二通孔，第二通孔内通过轴承安装竖轴，竖轴的上端固定安装第一伞齿轮，套管的右端固定安装第二伞齿轮，第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合配合，第一横管内部固定安装横向的发电机，发电机的转轴上固定安装第三伞齿轮，竖轴的下端固定安装第四伞齿轮，第四伞齿轮与第三伞齿轮啮合配合，第二横管左端前后两侧对称设置风向板，风向板的一端与第二横管的侧部铰接连接，第二横管内设有横杆，横杆的左端与风向板内侧之间均通过连杆铰接连接，横杆的右端固定安装横向的齿条，齿条的右端与第二横管右端内部之间通过弹力伸缩杆固定连接，第二横管内齿条的下部设置转动调速装置，转动调速装置包括调速杆、调速转筒、调速齿轮，调速杆的端部与第二横管内壁固定连接，调速转筒活动套装在调速杆上，调速齿轮固定套装在调速转筒上，调速齿轮与齿条啮合配合，第一横管内固定安装蓄电池与电路连接控制模块，动力电机、调速装置、发电机、蓄电池均与电路连接控制模块电性连接，浮体为内部中空的非金属材质，浮体内固定安装接线盒与无线通讯模块，浮体底部固定安装刚性保护框，刚性保护框内部固定安装水质量检测设备，水质量检测设备与接线盒相连，接线盒与无线通讯模块相连，水质量检测设备及无线通讯模块均与蓄电池电性连接，无线通讯模块可以将水质量检测设备所收集的数据暂存在本节点并通过网络传输给数据中心，浮体底部中间设有锚系***，锚系***由Φ１８mm的铁链和１５０KG霍尔锚组成，两者之间用D型卸扣锁死。

如上所述的一种生态水文监测装置，所述的水质量检测设备包括成像光谱仪、水下光谱仪、气象传感器、水文传感器、水体后项散射仪、水体吸收计、水质传感器。

如上所述的一种生态水文监测装置，所述的轴承均为密封轴承。

如上所述的一种生态水文监测装置，所述的环形滑轨上固定安装限位块。

如上所述的一种生态水文监测装置，所述的第一横管与竖管及第二横管与竖管连接的位置均开设走线孔。

如上所述的一种生态水文监测装置，所述的第二横管内固定安装圆形的密封板，密封板上开设第三通孔，横杆穿过通孔，横杆与通孔接触配合。

如上所述的一种生态水文监测装置，所述的第一横管的前后两侧均固定安装半圆形的太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池电性连接。

本发明的优点是：本发明可以设置在海洋、湖泊、河流等不同的水域，通过锚系***将其进行位置的固定，浮体的一部分浸没在水中，在风向板的作用下可以使第二横管保持与风向一致，第二横管通过竖管可以带动第一横管与其保持方向的一致，风通过数组扇片带动套管转动，套管通过齿轮传动带动发电机工作给蓄电池充电，蓄电池给水质量检测设备及无线通讯模块供电，浮体为内部中空的非金属材质，不影响无线通讯模块进行电信号的发出，无线通讯模块可以将水质量检测设备所收集的数据暂存在本节点并通过网络传输给数据中心，风速较小时锚系***可以将本发明进行稳定，当风速较大时两块风向板受风力影响绕其铰接处转动，风向板通过连杆推动横杆移动，横杆带动齿条移动，齿条通过与调速齿轮带动调速转筒转动，调速装置与电动自行车的调速转把结构类似为公开成熟的技术，此处不再赘述，通过调速转筒的转动可以控制两个动力电机的启动与转速，动力电机通过传动链带动对应的螺旋桨转动，两个螺旋桨的转动给本发明提供与风向相反的推动力，风速越大两个风向板转动的角度就越大，同时调速转筒转动的角度就越大，螺旋桨的转速随之变大，本发明受到的与风向相反的推动力就越大，该推动力与风的吹动力相互抵消，通过上述设计可以保证本发明时刻位于其被设置的原位置附近，还能保证浮体浸没水中的深度基本保持不变，避免风速过大而将其吹离原先的位置，本发明通过巧妙的机械结构设计实现了电能的自给自足，并能保证位置不易偏离，保证对水文监测的精确性，本发明将自发电结构与自身稳定结构进行了巧妙的结合，本发明防水性好，适合推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图的放大图；图3是图1的B向视图；图4是图1的Ⅰ部的局部放大图；图5是图1的Ⅱ部的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种生态水文监测装置，如图所示，包括圆板状的浮体1，浮体1外周固定套装环形滑轨2，浮体1上部设有第一横管3，第一横管3的两端下部均固定安装竖杆4，竖杆4的下端与环形滑轨2之间均配合安装滑块5，第一横管3的两端内部对称固定设置动力电机6，第一横管3的两端面中间均开设第一通孔7，动力电机6的输出轴与对应的第一通孔7轴承活动连接，两个滑块5的外侧均设有小型的螺旋桨8，螺旋桨8的转轴端部与对应的滑块5轴承活动连接，螺旋桨8的转轴上均固定安装从动链轮9，动力电机6的输出轴外端均固定安装主动链轮10，主动链轮10与对应的从动链轮9通过传动链11连接，第一横管3上部设有第二横管12，第二横管12与第一横管3平行，第二横管12下部中间与第一横管3上部中间通过竖管13固定连接，第二横管12靠近左端处通过轴承套装套管14，套管14外周固定安装数组扇片15，第一横管3上部开设第二通孔16，第二通孔16内通过轴承安装竖轴17，竖轴17的上端固定安装第一伞齿轮18，套管14的右端固定安装第二伞齿轮19，第一伞齿轮18与第二伞齿轮19啮合配合，第一横管3内部固定安装横向的发电机20，发电机20的转轴上固定安装第三伞齿轮21，竖轴17的下端固定安装第四伞齿轮22，第四伞齿轮22与第三伞齿轮21啮合配合，第二横管12左端前后两侧对称设置风向板23，风向板23的一端与第二横管12的侧部铰接连接，第二横管12内设有横杆24，横杆24的左端与风向板23内侧之间均通过连杆25铰接连接，横杆24的右端固定安装横向的齿条26，齿条26的右端与第二横管12右端内部之间通过弹力伸缩杆27固定连接，第二横管12内齿条26的下部设置转动调速装置28，转动调速装置28包括调速杆281、调速转筒282、调速齿轮283，调速杆281的端部与第二横管12内壁固定连接，调速转筒282活动套装在调速杆281上，调速齿轮283固定套装在调速转筒282上，调速齿轮283与齿条26啮合配合，第一横管3内固定安装蓄电池29与电路连接控制模块30，动力电机6、调速装置28、发电机20、蓄电池29均与电路连接控制模块30电性连接，浮体1为内部中空的非金属材质，浮体1内固定安装接线盒31与无线通讯模块32，浮体1底部固定安装刚性保护框33，刚性保护框33内部固定安装水质量检测设备34，水质量检测设备34与接线盒31相连，接线盒31与无线通讯模块32相连，水质量检测设备34及无线通讯模块32均与蓄电池29电性连接，无线通讯模块32可以将水质量检测设备34所收集的数据暂存在本节点并通过网络传输给数据中心，浮体1底部中间设有锚系***，锚系***由Φ１８mm的铁链和１５０KG霍尔锚组成，两者之间用D型卸扣锁死。本发明可以设置在海洋、湖泊、河流等不同的水域，通过锚系***将其进行位置的固定，浮体1的一部分浸没在水中，在风向板23的作用下可以使第二横管12保持与风向一致，第二横管12通过竖管13可以带动第一横管3与其保持方向的一致，风通过数组扇片15带动套管14转动，套管14通过齿轮传动带动发电机20工作给蓄电池29充电，蓄电池29给水质量检测设备34及无线通讯模块32供电，浮体1为内部中空的非金属材质，不影响无线通讯模块32进行电信号的发出，无线通讯模块32可以将水质量检测设备34所收集的数据暂存在本节点并通过网络传输给数据中心，风速较小时锚系***可以将本发明进行稳定，当风速较大时两块风向板23受风力影响绕其铰接处转动，风向板23通过连杆25推动横杆24移动，横杆24带动齿条26移动，齿条26通过与调速齿轮283带动调速转筒282转动，调速装置28与电动自行车的调速转把结构类似为公开成熟的技术，此处不再赘述，通过调速转筒282的转动可以控制两个动力电机6的启动与转速，动力电机6通过传动链11带动对应的螺旋桨8转动，两个螺旋桨8的转动给本发明提供与风向相反的推动力，风速越大两个风向板23转动的角度就越大，同时调速转筒282转动的角度就越大，螺旋桨8的转速随之变大，本发明受到的与风向相反的推动力就越大，该推动力与风的吹动力相互抵消，通过上述设计可以保证本发明时刻位于其被设置的原位置附近，还能保证浮体1浸没水中的深度基本保持不变，避免风速过大而将其吹离原先的位置，本发明通过巧妙的机械结构设计实现了电能的自给自足，并能保证位置不易偏离，保证对水文监测的精确性，本发明将自发电结构与自身稳定结构进行了巧妙的结合，本发明防水性好，适合推广使用。

具体而言，如图所示，本实施例所述的水质量检测设备34包括成像光谱仪、水下光谱仪、气象传感器、水文传感器、水体后项散射仪、水体吸收计、水质传感器。该设计可以对水体进行综合多方位的检测，便于工作人员对水体质量情况进行全面的了解。

具体的，如图所示，本实施例所述的轴承均为密封轴承。该设计可以使本发明的整体密封效果更好，具有更好的防水性。

进一步的，如图所示，本实施例所述的环形滑轨2上固定安装限位块35。通过该设计可以避免第一横管3相对浮体1转动的圈数过多而导致内部线路杂乱的拧在一起。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的第一横管3与竖管13及第二横管12与竖管13连接的位置均开设走线孔。通过该设计可以方便的进行调速装置28与电路连接控制模块30之间的线路连接。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的第二横管12内固定安装圆形的密封板36，密封板36上开设第三通孔37，横杆24穿过通孔37，横杆24与通孔37接触配合。通过该设计避免水从第二横管12的左端进入，可以进一步的提高本发明的防水效果，同时给横杆12的来回移动提供导向作用，使其移动的轨迹更加稳定，安装更加稳定。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的第一横管3的前后两侧均固定安装半圆形的太阳能电池板38，太阳能电池板38与蓄电池29电性连接。通过该设计可以在无风时通过太阳能电池板38持续给给蓄电池29充电，可以保证蓄电池29的电量充足。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种生态水文监测装置，其特征在于：包括圆板状的浮体（1），浮体（1）外周固定套装环形滑轨（2），浮体（1）上部设有第一横管（3），第一横管（3）的两端下部均固定安装竖杆（4），竖杆（4）的下端与环形滑轨（2）之间均配合安装滑块（5），第一横管（3）的两端内部对称固定设置动力电机（6），第一横管（3）的两端面中间均开设第一通孔（7），动力电机（6）的输出轴与对应的第一通孔（7）轴承活动连接，两个滑块（5）的外侧均设有小型的螺旋桨（8），螺旋桨（8）的转轴端部与对应的滑块（5）轴承活动连接，螺旋桨（8）的转轴上均固定安装从动链轮（9），动力电机（6）的输出轴外端均固定安装主动链轮（10），主动链轮（10）与对应的从动链轮（9）通过传动链（11）连接，第一横管（3）上部设有第二横管（12），第二横管（12）与第一横管（3）平行，第二横管（12）下部中间与第一横管（3）上部中间通过竖管（13）固定连接，第二横管（12）靠近左端处通过轴承套装套管（14），套管（14）外周固定安装数组扇片（15），第一横管（3）上部开设第二通孔（16），第二通孔（16）内通过轴承安装竖轴（17），竖轴（17）的上端固定安装第一伞齿轮（18），套管（14）的右端固定安装第二伞齿轮（19），第一伞齿轮（18）与第二伞齿轮（19）啮合配合，第一横管（3）内部固定安装横向的发电机（20），发电机（20）的转轴上固定安装第三伞齿轮（21），竖轴（17）的下端固定安装第四伞齿轮（22），第四伞齿轮（22）与第三伞齿轮（21）啮合配合，第二横管（12）左端前后两侧对称设置风向板（23），风向板（23）的一端与第二横管（12）的侧部铰接连接，第二横管（12）内设有横杆（24），横杆（24）的左端与风向板（23）内侧之间均通过连杆（25）铰接连接，横杆（24）的右端固定安装横向的齿条（26），齿条（26）的右端与第二横管（12）右端内部之间通过弹力伸缩杆（27）固定连接，第二横管（12）内齿条（26）的下部设置转动调速装置（28），转动调速装置（28）包括调速杆（281）、调速转筒（282）、调速齿轮（283），调速杆（281）的端部与第二横管（12）内壁固定连接，调速转筒（282）活动套装在调速杆（281）上，调速齿轮（283）固定套装在调速转筒（282）上，调速齿轮（283）与齿条（26）啮合配合，第一横管（3）内固定安装蓄电池（29）与电路连接控制模块（30），动力电机（6）、调速装置（28）、发电机（20）、蓄电池（29）均与电路连接控制模块（30）电性连接，浮体（1）为内部中空的非金属材质，浮体（1）内固定安装接线盒（31）与无线通讯模块（32），浮体（1）底部固定安装刚性保护框（33），刚性保护框（33）内部固定安装水质量检测设备（34），水质量检测设备（34）与接线盒（31）相连，接线盒（31）与无线通讯模块（32）相连，水质量检测设备（34）及无线通讯模块（32）均与蓄电池（29）电性连接，无线通讯模块（32）可以将水质量检测设备（34）所收集的数据暂存在本节点并通过网络传输给数据中心，浮体（1）底部中间设有锚系***，锚系***由Φ1８mm的铁链和1５０KG霍尔锚组成，两者之间用D型卸扣锁死。

2.根据权利要求1所述的一种生态水文监测装置，其特征在于：所述的水质量检测设备（34）包括成像光谱仪、水下光谱仪、气象传感器、水文传感器、水体后项散射仪、水体吸收计、水质传感器。

3.根据权利要求1所述的一种生态水文监测装置，其特征在于：所述的轴承均为密封轴承。

4.根据权利要求1所述的一种生态水文监测装置，其特征在于：所述的环形滑轨（2）上固定安装限位块（35）。

5.根据权利要求1所述的一种生态水文监测装置，其特征在于：所述的第一横管（3）与竖管（13）及第二横管（12）与竖管（13）连接的位置均开设走线孔。

6.根据权利要求1所述的一种生态水文监测装置，其特征在于：所述的第二横管（12）内固定安装圆形的密封板（36），密封板（36）上开设第三通孔（37），横杆（24）穿过通孔（37），横杆（24）与通孔（37）接触配合。

7.根据权利要求1所述的一种生态水文监测装置，其特征在于：所述的第一横管（3）的前后两侧均固定安装半圆形的太阳能电池板（38），太阳能电池板（38）与蓄电池（29）电性连接。

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